La synthèse des protéines est un processus complexe, en plusieurs étapes, qui implique de nombreuses enzymes ainsi qu’un alignement conformationnel. Cependant, la majorité des antibiotiques qui bloquent la synthèse des protéines bactériennes interfèrent avec les processus de la sous-unité 30S ou de la sous-unité 50S du ribosome bactérien 70S. Les aminoacyltRNA synthétases qui activent chaque acide aminé nécessaire à la synthèse des peptides ne sont pas des cibles antibiotiques. Au lieu de cela, les étapes primaires du processus qui sont attaquées sont (1) la formation du complexe d’initiation 30S (composé de l’ARNm, de la sous-unité ribosomale 30S et de l’ARN de transfert du formyl-méthionyle), (2) la formation du ribosome 70S par le complexe d’initiation 30S et le ribosome 50S, et (3) le processus d’élongation de l’assemblage des acides aminés en un polypeptide.
Les tétracyclines, dont la doxycycline, empêchent la liaison de l’aminoacyl-ARNt en bloquant le site A (aminoacyle) du ribosome 30S. Elles sont capables d’inhiber la synthèse des protéines dans les ribosomes 70S et 80S (eucaryotes), mais elles se lient préférentiellement aux ribosomes bactériens en raison des différences structurelles des sous-unités d’ARN. De plus, les tétracyclines sont efficaces contre les bactéries en exploitant le système de transport bactérien et en augmentant la concentration de l’antibiotique dans la cellule pour qu’elle soit significativement plus élevée que la concentration environnementale.
Les antibiotiques aminoglycosides ont une affinité pour la sous-unité 30S du ribosome. La streptomycine, l’un des aminoglycosides les plus utilisés, interfère avec la création du complexe d’initiation 30S. La kanamycine et la tobramycine se lient également au ribosome 30S et bloquent la formation du plus grand complexe d’initiation 70S.
L’érythromycine, un macrolide, se lie au composant ARNr 23S du ribosome 50S et interfère avec l’assemblage des sous-unités 50S. L’érythromycine, la roxithromycine et la clarithromycine empêchent toutes l’élongation à l’étape de transpeptidation de la synthèse en bloquant le tunnel d’exportation du polypeptide 50S. L’élongation est prématurément interrompue après qu’un petit peptide a été formé mais ne peut pas passer le barrage routier des macrolides.
La peptidyl transférase est une enzyme clé impliquée dans la translocation, l’étape finale du cycle d’élongation des peptides. La lincomycine et la clindamycine sont des inhibiteurs spécifiques de la peptidyl transférase, tandis que les macrolides n’inhibent pas directement l’enzyme. La puromycine n’inhibe pas le processus enzymatique, mais entre plutôt en compétition en agissant comme un analogue de l’extrémité 3′-terminale de l’aminoacyl-ARNt, perturbant la synthèse et provoquant une terminaison prématurée de la chaîne.
L’hygromycine B est un aminoglycoside qui se lie spécifiquement à un site unique de la sous-unité 30S dans une région qui contient les sites A, P et E de l’ARNt. Il a été théorisé que cette liaison déforme le site A ribosomal et peut être la cause de la capacité de l’hygromycine à induire une mauvaise lecture des aminoacyl-ARNt ainsi qu’à empêcher la translocation de l’élongation des peptides.
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